CN201633025U - 肘关节气动平衡结构 - Google Patents

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张志献
江浩
孙高祚
孙爱芹
王传江
徐文尚
邹吉祥
樊东哲
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Abstract

本实用新型公开了一种肘关节气动平衡结构，它是一种演化的摆动导杆机构，该摆动导杆机构由大臂、小臂、固定在大臂上的上铰链座、固定在小臂上的下铰链座、铰接大臂与小臂的肘关节铰链、一个两端分别铰接在上铰链座与下铰链座的气动拉杆所组成。本实用新型在小臂肘关节处采用了一种基于气动拉杆的气动平衡结构，可有效平衡小臂运动中各个位置处的重力矩，以满足假肢或机械手的小臂对空间紧凑、重力矩平衡效果好、驱动力矩小、耗能低、负载波动小、运动启动快、不会发生运动干涉等的性能要求。

Description

肘关节气动平衡结构
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及用于平衡机器人肘关节或假肢肘关节重力矩的气动平衡结构。
背景技术
目前，在机器人肘关节或假肢肘关结构的设计上，采用各种驱动结构来实现小臂负载状态下的运动。当对机器人小臂或假肢小臂进行驱动时，必然存在需要克服小臂肘关节处重力矩的问题。小臂的重力矩越大，驱动肘关节所需的驱动力矩就越大。若提供一种小臂肘关节重力矩平衡装置，就能够随着小臂运动范围的变化而提供相应的比较接近小臂肘关节处重力矩的平衡力矩，从而使驱动小臂所需的的驱动力矩大大变小。由于该平衡结构必须要与手臂结构和工作空间相匹配，所以，如何在有限的结构空间内实现对小臂重力矩的最佳平衡，是本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述问题而提供一种小臂肘关节气动平衡结构。
为达上述目的，本实用新型的肘关节气动平衡结构是一种演化的摆动导杆机构。该摆动导杆机构由大臂、小臂、固定在大臂上的上铰链座、固定在小臂上的下铰链座、铰接大臂与小臂的肘关节铰链、一个两端分别铰接在上铰链座与下铰链座的气动拉杆所组成。
当小臂绕肘关节铰链转动时，气动拉杆随着小臂的运动而伸缩变化，气动拉杆在伸缩过程中其拉力基本不变。当大臂不动或仅做小幅度摆动时，气动拉杆的拉力对小臂运动中的重力矩能够产生有效的平衡力矩。
本实用新型的优点在于：在小臂肘关节处采用了一种基于气动拉杆的气动平衡结构，可有效平衡小臂运动中各个位置处的重力矩，以满足假肢或机械手的小臂对空间紧凑、重力矩平衡效果好、驱动力矩小、耗能低、负载波动小、运动启动快、不能发生运动干涉等的性能要求。
附图说明
图1是肘关节气动平衡结构的原理示意图，其中图1.a是小臂位于初始位置时的状态，图1.b是小臂位于某摆动位置时的状态。
图例说明：1--大臂 2--小臂 3--上铰链座 4--下铰链座 5--肘关节铰链 6--气动拉杆。
具体实施方式
本实用新型的小臂肘关节气动平衡结构(如附图1所示)是一种演化的摆动导杆机构。由大臂1、小臂2、固定在大臂1上的上铰链座3、固定在小臂2上的下铰链座4、铰接大臂1与小臂2的肘关节铰链5、一个两端分别铰接在上铰链座3与下铰链座4的气动拉杆6所组成。当小臂2绕肘关节铰链5转动时，气动拉杆6随着小臂2的运动而伸缩变化，气动拉杆6在伸缩过程中其拉力基本不变。当大臂1不动或仅做小幅度摆动时，气动拉杆6的拉力对小臂2运动中的重力矩能够产生有效的平衡力矩。

Claims (1)

1.一种肘关节气动平衡结构，其特征在于，它是一种演化的摆动导杆机构，该摆动导杆机构由大臂、小臂、固定在大臂上的上铰链座、固定在小臂上的下铰链座、铰接大臂与小臂的肘关节铰链和一个两端分别铰接在上铰链座与下铰链座的气动拉杆所组成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101797754A (zh) * 2010-02-06 2010-08-11 山东科技大学 肘关节气动平衡结构及其优化设计方法
CN102764166A (zh) * 2012-07-20 2012-11-07 山东科技大学 一种上假肢手部姿态自平衡控制系统及其工作方法

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